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Os cientistas propuseram uma mistura de água destilada e álcool etílico como corpo de trabalho do sistema de propulsão. Universidade de Samara
Os cientistas do Departamento Interuniversitário de Pesquisa Espacial da Universidade de Samara apresentaram um protótipo de sistema de propulsão para o nanossatélite de manobra SamSat-M. A apresentação aconteceu na IV Conferência Internacional “Experiências Científicas e Tecnológicas em Veículos Espaciais Automáticos e Pequenos Satélites” (SPEXP) em Samara.
O sistema de propulsão apresentado para o nanossatélite de manobra SamSat-M (suas dimensões são 10x10x30 cm) é eletrotérmico. Os cientistas propuseram uma mistura de água destilada e álcool etílico como corpo de trabalho do sistema de propulsão. A escolha deles foi explicada pelo fato de que uma pequena massa molecular de água permite obter altas taxas de saída de vapor e, consequentemente, uma alta velocidade de manobra. E a adição de álcool (cerca de 40% da mistura) evita que o corpo de trabalho congele em baixas temperaturas nas órbitas próximas à Terra. Segundo os desenvolvedores, essa mistura é segura, pois não contém componentes autoinflamáveis, não é tóxica e não causa danos ambientais.
Os cientistas também enfatizam: além de resolver tarefas tradicionais de projeto para otimizar a massa, as dimensões e as características energéticas dos nanossatélites, uma das questões mais urgentes é a criação de um sistema confiável e relativamente barato para lançar tais dispositivos em órbita. Uma das soluções ideais para este problema é o lançamento de nanossatélites por “carga útil nas costas” – a bordo de um grande satélite transportador, ou dentro dos compartimentos dos já desgastados estágios dos foguetes transportadores. Ao mesmo tempo, para os operadores de lançamentos espaciais, é importante minimizar quaisquer riscos que possam afetar a saída da carga alvo, incluindo os riscos de autoignição de quaisquer componentes no interior dos veículos que passam.
Os desenvolvedores enfatizam que este motor pode ser equipado com qualquer veículo espacial CubeSat. O uso do sistema de propulsão amplia enormemente as capacidades dos nanossatélites. Como parte de um agrupamento no espaço sideral, eles podem resolver problemas aplicados que não podem ser resolvidos por uma única espaçonave. Assim, um grupo de nanossatélites pode estudar os campos geofísicos, a termosfera e a ionosfera da Terra para prever desastres naturais, detectar o perigo de um asteróide e inspecionar o estado das naves espaciais no espaço.
No momento, os cientistas da Universidade de Samara desenvolveram um conjunto completo de documentação de projeto e produziram um protótipo do sistema de propulsão com mistura de água e álcool. Na universidade, são realizados testes do motor protótipo a fim de identificar deficiências para posterior refinamento. Paralelamente, a equipe do Departamento Interuniversitário de Pesquisas Espaciais projeta um nanossatélite experimental para a realização de testes de projeto de voo.
Informações adicionais:
O peso máximo do inovador sistema de propulsão totalmente abastecido é de 1,55 kg (3,42 lb). O impulso total esperado da velocidade não é inferior a 80 m/s (262 f/s). O corpo líquido de trabalho do sistema de propulsão em uma mistura de água e álcool com massa total de 450 gramas (1 lb) é armazenado em um tanque. Antes de entrar no bocal Laval, a mistura água-álcool é evaporada com um aquecedor elétrico, e o gás resultante (vapor) é aquecido até a temperatura desejada pelo mesmo aquecedor. Como é necessário realizar um aquecimento rápido do corpo de trabalho, os desenvolvedores propuseram complementar a rede elétrica do satélite com ultracapacitores Maxwell. Isso garantirá que a energia de pulso alto necessária seja fornecida ao aquecedor. Esta abordagem será usada em naves espaciais desta classe pela primeira vez.